计算机控制_习题.doc

计算机控制系统是现代工业生产中的重要组成部分，涉及到模拟信号处理、数字信号处理以及系统稳定性等多个关键概念。本题目的习题涵盖了计算机控制系统的多个核心知识点，包括采样理论、脉冲传递函数、系统稳定性分析、控制策略及硬件组件的作用。 1. 采样定理：根据奈奎斯特定理，一个模拟信号要能够被无失真地复现，采样频率至少应为信号最高频率的两倍，即maxf2≥f。这在选择题的第一题中被提及。 2. 脉冲传递函数：在连续环节串联的情况下，如果没有采样器，开环脉冲传递函数是连续环节传递函数的乘积。而在有采样器的情况下，如第七题所示，脉冲传递函数会有不同的表示形式。 3. 系统稳定性：稳定性是控制系统设计的关键因素。例如，第三题中提到，如果一个连续系统稳定，用一阶后向差分离散化可能会导致稳定性无法保证。而第四题和第十五题中，通过Z传递函数可以判断系统是否稳定。 4. 控制策略：控制精度的提高通常需要引入积分或微分控制。第五题和第十六题分别提到了比例、积分和微分控制（PID控制）在提高控制精度和系统响应速度方面的作用。 5. 数模转换与模数转换：计算机只能处理数字信号，因此模拟量输入需要经过A/D转换器，而数字量输出需要D/A转换器。第十二题中提到了这个转换过程。 6. Z变换：Z变换是数字信号处理中的重要工具，用于将连续时间信号转换为离散时间信号。第六题和第十三题考察了Z变换的基本计算。 7. 系统结构与性能：计算机控制系统与连续系统相比，抑制干扰的能力在结构和参数不变的情况下可能会改变。第十题中指出，这种能力可能是增强、减弱或不变，取决于具体设计。 8. 系统参数与稳定性：系统传递函数的极点位置决定了系统的稳定性。如第九题和第十八题中，极点位于单位圆内外将影响系统的稳定性。 9. 误差与控制品质：增大开环放大系数K会减小系统的稳态误差，但可能导致系统不稳定，如第二十题所述。最少拍有纹波控制器的纹波源于数字控制器输出的非零或非常数值，表明系统存在震荡行为。 10. 计算机控制系统结构：计算机控制系统可能采用集中式或分布式结构，以及开环或闭环控制方式，如填空题第一题的一部分。 这些习题涉及了计算机控制系统的基础理论和实践应用，包括信号的采样与转换、系统的数学建模、稳定性和控制策略的选择，这些都是理解和设计有效计算机控制系统的必备知识。通过解决这些问题，学生可以深入理解计算机控制系统的原理，并具备分析和设计简单控制系统的能力。